山西生物应用职业技术学院山西生物应用职业技术学院 山西生物应用职业技术学院山西生物应用职业技术学院 山西生物应用职业技术学院山西生物应用职业技术学院 山西生物应用职业技术学院山西生物应用职业技术学院中药提取分离技术学习情景一中药中生物碱(Alkaloids)类化学成分的提取分离技术2掌握麻黄、防己、颠掌握麻黄、防己、颠茄中生物碱的提取分茄中生物碱的提取分离原理及技术；离原理及技术；熟悉黄连中生物碱的熟悉黄连中生物碱的提取分离原理及技术；提取分离原理及技术；了解乌头中生物碱的了解乌头中生物碱的提取分离原理及技术。提取分离原理及技术。知识要求知识要求学习目标学习目标1掌握生物碱类化学掌握生物碱类化学成分的提取分离原成分的提取分离原理及操作。理及操作。熟练进行薄荷中熟练进行薄荷中的挥发油和青蒿的挥发油和青蒿中的青蒿素的提中的青蒿素的提取分离操作；取分离操作；能进行当归、丁能进行当归、丁香中挥发油的提香中挥发油的提取分离操作。取分离操作。能力要求能力要求3熟练进行麻黄、防熟练进行麻黄、防己、颠茄中生物碱己、颠茄中生物碱的提取分离操作，的提取分离操作，能进行黄连、乌头能进行黄连、乌头中生物碱的提取分中生物碱的提取分离操作。离操作。教学内容教学内容学习学习提示提示中药中生物碱类化学成分的结构、中药中生物碱类化学成分的结构、理化性质及提取分离知识理化性质及提取分离知识任务任务一一 实训实训实训实训麻黄中生物碱类成分的提取分麻黄中生物碱类成分的提取分离技术离技术麻黄中麻黄碱的提取分离及鉴定麻黄中麻黄碱的提取分离及鉴定 学习提示学习提示生物碱的结构与分类生物碱的结构与分类一一二生物碱类化学成分的理化性质生物碱类化学成分的理化性质生物碱的提取、分离与检识生物碱的提取、分离与检识一一分分 布布生物活性生物活性经典定义经典定义生物碱指来源生物碱指来源于生物界的一于生物界的一类含氮有机化类含氮有机化合物。合物。生物碱在植物生物碱在植物界分布较广，界分布较广，多数存在于双多数存在于双子叶植物中。子叶植物中。例如毛茛科例如毛茛科（黄连、（黄连、乌头）乌头）、罂粟科（罂、罂粟科（罂粟、延胡索）、粟、延胡索）、茄科（洋金花、茄科（洋金花、颠茄、莨菪）颠茄、莨菪）防己科（汉防防己科（汉防己、北豆根）、己、北豆根）、豆科（苦参）豆科（苦参）等。等。生物碱大多有生物碱大多有较复杂的环状较复杂的环状结构，氮原子结构，氮原子结合在环内；结合在环内；多呈碱性，可多呈碱性，可与酸成盐；多与酸成盐；多具有显著的生具有显著的生理活性。理活性。生物碱生物碱存在形式存在形式多数以盐的形式多数以盐的形式存在（以有机酸存在（以有机酸盐为主，少数为盐为主，少数为无机酸盐）；无机酸盐）；少数以游离形式少数以游离形式存在（主要是一存在（主要是一些碱性极弱的生些碱性极弱的生物碱，如酰胺类物碱，如酰胺类生物碱）；生物碱）；其他尚有以酯、其他尚有以酯、苷及苷及NO化合化合物的形式存在物的形式存在（乌头碱、氧化（乌头碱、氧化苦参碱）苦参碱）（了解）（了解）见下表见下表1.颠茄类颠茄类生物碱、生物碱、2.乌头类乌头类生物碱等生物碱等（了解）了解）1.仲胺类仲胺类生物碱生物碱（仲胺碱）（仲胺碱）2.叔胺类叔胺类生物碱生物碱（叔胺碱）（叔胺碱）3.季铵类季铵类生物碱生物碱（季胺碱）（季胺碱）1.水溶性水溶性生物碱生物碱2.脂溶性脂溶性生物碱生物碱3.酸碱两酸碱两性生物碱性生物碱1.酚性生酚性生物碱物碱2.内酯类内酯类生物碱生物碱3.（内）（内）酰胺类生酰胺类生物碱物碱生物碱类型基本母核举例吡咯衍生物吡咯四氢吡咯1.简单吡咯衍生物红古豆碱2.吡咯里西啶衍生物吡咯里西啶野百合碱3.吲哚里西啶衍生物吲哚里西啶一叶萩碱生物碱类型基本母核举例吡啶衍生物吡啶六氢吡啶1.简单吡啶衍生物烟碱2.喹诺里西啶衍生物喹诺里西啶金雀花碱莨菪烷衍生物莨菪烷可卡因喹啉衍生物喹啉奎宁生物碱类型基本母核举例异喹啉衍生物异喹啉1.双苄基异喹啉衍生物苄基异喹啉厚果唐松草碱2.原小檗碱衍生物原小檗碱型四氢黄连碱3.阿朴啡衍生物阿朴啡土杜拉宁4.吗啡烷衍生物吗啡烷吗啡生物碱类型基本母核举例其他类毛果芸香碱川芎嗪多数为多数为结晶形结晶形固体，固体，少数为少数为非晶形非晶形粉末；粉末；个别为个别为液体。液体。多多具具苦苦味味。一般一般为无为无色或色或白色，白色，少数少数有颜有颜色。色。少数液少数液体状态体状态及个别及个别小分子小分子固体生固体生物碱具物碱具挥发性挥发性个别生个别生物碱具物碱具有升华有升华性。性。生物碱生物碱结构中结构中如有手如有手性碳原性碳原子或本子或本身为手身为手性分子性分子即有旋即有旋光性。光性。 亲脂亲脂性生性生物碱物碱一般易一般易溶于水，溶于水，可溶于可溶于醇类，醇类，难溶于难溶于亲脂性亲脂性有机溶有机溶剂。剂。含氧无机酸盐含氧无机酸盐不不含氧无机酸盐含氧无机酸盐小小分子有机酸盐分子有机酸盐大大分子有机酸盐分子有机酸盐亲水亲水性生性生物碱物碱具特殊官具特殊官能团的生能团的生物碱物碱大多数大多数叔胺碱叔胺碱和仲胺和仲胺碱为亲碱为亲脂性，脂性，一般能一般能溶于有溶于有机溶剂，机溶剂，尤其易尤其易溶于亲溶于亲脂性有脂性有机溶剂机溶剂主要指主要指季铵碱季铵碱和某些和某些含氮含氮-氧化物氧化物的生物的生物碱碱具酚羟具酚羟基或羧基或羧基的两基的两性生物性生物碱既可碱既可溶于酸溶于酸水，也水，也可溶于可溶于碱水溶碱水溶液。液。 碱性碱性 7 1S2 2S2 2P3 来源来源 N H+(接受质子或提供电子接受质子或提供电子)碱性强弱的表示方法碱性强弱的表示方法 pka (碱共轭酸解离常数的负对数碱共轭酸解离常数的负对数) 其值的大小与碱性呈正比。其值的大小与碱性呈正比。pKa=-lgKa，Ka越小（碱的共轭酸越小（碱的共轭酸 越稳定），越稳定），Ka越大，碱性越强。越大，碱性越强。sp3sp2sp 供电诱导使供电诱导使氮原子上电氮原子上电子云密度增子云密度增加，碱性增加，碱性增强；吸电诱强；吸电诱导使氮原子导使氮原子上电子云密上电子云密度减小，碱度减小，碱性降低性降低。 生物碱分生物碱分子中氮原子中氮原子的孤电子的孤电子对与子对与-电子基团电子基团共轭时一共轭时一般使生物般使生物碱的碱性碱的碱性减弱。减弱。 氮原子由于氮原子由于附近取代基附近取代基的空间立体的空间立体障碍或分子障碍或分子构象因素，构象因素，而使质子难而使质子难于接近氮原于接近氮原子，碱性减子，碱性减弱。弱。 吗啡显紫红色；吗啡显紫红色；可待因显蓝色。可待因显蓝色。莨菪碱显红色；吗啡莨菪碱显红色；吗啡显棕色；显棕色； 马钱子碱显血红色；马钱子碱显血红色； 奎宁显淡橙色；士的奎宁显淡橙色；士的宁显蓝紫色。宁显蓝紫色。吗啡显紫色渐转为吗啡显紫色渐转为棕绿色；棕绿色； 小檗碱显棕绿色；小檗碱显棕绿色； 利血平显黄色，利血平显黄色，2分钟后转为蓝色；分钟后转为蓝色； 秋水仙碱显黄色；秋水仙碱显黄色； 阿托品显无色阿托品显无色.生物碱在酸性水或稀醇生物碱在酸性水或稀醇中与某些试剂生成难溶中与某些试剂生成难溶于水的复盐或络合物的于水的复盐或络合物的反应称为生物碱沉淀反反应称为生物碱沉淀反应。这些试剂称为生物应。这些试剂称为生物碱沉淀试剂。碱沉淀试剂。碘化铋钾（碘化铋钾（Dragendorff）试剂：与生物碱反应生成橘）试剂：与生物碱反应生成橘红色至黄色无定形沉淀红色至黄色无定形沉淀碘化汞钾碘化汞钾(Mayer)试剂：与生物碱反应生成类白色沉淀试剂：与生物碱反应生成类白色沉淀硅钨酸硅钨酸(Bertrad)试剂：与生物碱反应生成类白色或淡黄试剂：与生物碱反应生成类白色或淡黄色沉淀。色沉淀。雷氏铵盐试剂：雷氏铵盐即硫氰酸铬铵，其组成为雷氏铵盐试剂：雷氏铵盐即硫氰酸铬铵，其组成为NH4Cr（NH3）2 SCN）4，其与季铵型生物碱反，其与季铵型生物碱反应生成红色沉淀或结晶。应生成红色沉淀或结晶。莨菪碱莨菪碱 东莨菪碱东莨菪碱 （三）（三） 生物碱类化合物的提取与分离生物碱类化合物的提取与分离生生物物碱碱的的提提取取与与分分离离提取方法提取方法分离方法分离方法醇类溶剂提取法醇类溶剂提取法利用生物碱碱性的差异分离利用生物碱碱性的差异分离利用生物碱及其盐的溶解度不同分离利用生物碱及其盐的溶解度不同分离利用生物碱的特殊官能团分离利用生物碱的特殊官能团分离酸水提取法酸水提取法亲脂性有机溶剂提取法亲脂性有机溶剂提取法利用色谱法分离利用色谱法分离般般来来说说，天天然然药药物物化化学学成成分分在在常常温温下下多多半半是是固固体体物物质质，常常具具有有结结晶晶的的通通性性，因因此此，可可根根据据溶溶解解度度得得不不同同，用用结结晶晶法法来来达达到到分分离离、纯纯化化、精精制制的的目目的的。结结晶晶法法是是实实验验室室常常用用的的成成分分纯纯化化方方法法。但但并并不不能能利利用用结结晶晶法法直直接接进进行行提提取取液液的的分分离离和和纯纯化化，因因为为过过多多的的杂杂质质会会干干扰扰结结晶晶的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。脂溶性生物碱的提取脂溶性生物碱的提取亲脂性有机溶剂提取法亲脂性有机溶剂提取法1.1. 原理原理 是将中药中的生物碱有机酸盐转变成水溶性较大的无机酸或小分子有机酸是将中药中的生物碱有机酸盐转变成水溶性较大的无机酸或小分子有机酸盐，将其提取出来。盐，将其提取出来。 2.2.常用的稀酸水常用的稀酸水 0.1%0.1%1%1%盐酸、硫酸、醋酸和草酸等。盐酸、硫酸、醋酸和草酸等。 3.3.采用浸渍法和渗漉法。不得使用加热提取法。采用浸渍法和渗漉法。不得使用加热提取法。 4.4.提取效率高，操作简便；提取液体积大，浓缩困难，水溶性杂质多。提取效率高，操作简便；提取液体积大，浓缩困难，水溶性杂质多。脂溶性生物碱的提取脂溶性生物碱的提取酸水提取法酸水提取法脂溶性生物碱的提取脂溶性生物碱的提取醇类溶剂提取法醇类溶剂提取法1.1.原理原理 利用游离碱及其盐均溶于乙醇的性质，将其提取出来。利用游离碱及其盐均溶于乙醇的性质，将其提取出来。 2.2.可采用浸渍法和渗漉法，亦可采用回流法。可采用浸渍法和渗漉法，亦可采用回流法。 3.3.可将不同类型的生物碱提出，但提出的亲脂性杂质较多。可将不同类型的生物碱提出，但提出的亲脂性杂质较多。1.1.原理原理 游离碱大多溶于亲脂性有机溶剂的性质，故采用氯仿、游离碱大多溶于亲脂性有机溶剂的性质，故采用氯仿、乙醚和苯等将其提取出来。乙醚和苯等将其提取出来。 2.2.可采用浸渍法、回流法和连续回流法。可采用浸渍法、回流法和连续回流法。 3.3.一般应先将用少量碱水（石灰乳、稀氨水等）湿润药粉，使其中生物碱盐转变成游一般应先将用少量碱水（石灰乳、稀氨水等）湿润药粉，使其中生物碱盐转变成游离碱后，再用氯仿等提取。离碱后，再用氯仿等提取。 4.4.该法选择性高，主要提取亲脂性生物碱，提出的杂质较少。但成本高、安全性差，该法选择性高，主要提取亲脂性生物碱，提出的杂质较少。但成本高、安全性差，故只用于实验室。故只用于实验室。 苦参碱与氧化苦参碱的分离苦参碱与氧化苦参碱的分离 麻黄碱与伪麻黄碱的分离麻黄碱与伪麻黄碱的分离利用生物碱及其盐的溶解度不同分离利用生物碱及其盐的溶解度不同分离利用生物碱碱性的差异分离利用生物碱碱性的差异分离总碱氯仿溶液总碱氯仿溶液氯仿层氯仿层氯仿层氯仿层pH 5pH 56 6缓冲液萃取缓冲液萃取 （强碱性生物碱）酸水层（强碱性生物碱）酸水层pH 3pH 34 4缓冲液萃取缓冲液萃取pH 1pH 12 2缓冲液萃取缓冲液萃取氯仿层氯仿层（中强碱性生物碱）酸水层（中强碱性生物碱）酸水层（弱碱性生物碱）酸水层（弱碱性生物碱）酸水层CHCl3Et2O分离方法苦参碱+总碱溶于少量CHCl3，逐滴加入至Et2O中，过滤氧化苦参碱+CHCl3甲苯H2O分离方法麻黄碱+麻黄碱草酸盐- -总碱溶于甲苯，用草酸溶液萃取，浓缩萃取液，麻黄碱草酸盐析出。伪麻黄碱+伪麻黄碱草酸盐+ 某些生物碱特殊功能团（羟基、内酯键和内酰胺键等）能发生可逆性化学反应，导致某些生物碱特殊功能团（羟基、内酯键和内酰胺键等）能发生可逆性化学反应，导致其溶解性改变，从而与其他成分分离。其溶解性改变，从而与其他成分分离。 1.酚性碱的分离酚性碱的分离 2.内酯类和内酰胺类生物碱的分离内酯类和内酰胺类生物碱的分离 1.吸附柱色谱（常用）吸附柱色谱（常用） 常用氧化铝或硅胶作为吸附剂，以氯仿、苯等为底剂的溶剂系统作为洗脱常用氧化铝或硅胶作为吸附剂，以氯仿、苯等为底剂的溶剂系统作为洗脱剂，其中加少量碱性试剂，可改善分离效果。剂，其中加少量碱性试剂，可改善分离效果。 2.分配柱色谱分配柱色谱 例如三尖衫酯碱和高三尖衫酯碱的分离。（例如三尖衫酯碱和高三尖衫酯碱的分离。（P129） 3.高效液相色谱法（高效液相色谱法（HPLC） 这是一种现代高效的分离分析方法。常用这是一种现代高效的分离分析方法。常用C18反相色谱柱，流动相以甲醇反相色谱柱，流动相以甲醇-水、水、乙腈乙腈-水为底剂。水为底剂。利用色谱法分离利用色谱法分离利用生物碱的特殊官能团分离利用生物碱的特殊官能团分离H OArN-OArNOH OH （苛性碱）（苛性碱）H H （氯化铵）（氯化铵）酚盐（溶于水）酚盐（溶于水）（溶于氯仿等）酚性碱（溶于氯仿等）酚性碱（溶于氯仿等）（溶于氯仿等）（溶于水）（溶于水）OH - / H+（四）生物碱的检识（四）生物碱的检识理化检识理化检识 物理检识主要根据生物碱的形态颜色嗅味等。物理检识主要根据生物碱的形态颜色嗅味等。 化学检识主要利用有关的沉淀反应和显色反应。化学检识主要利用有关的沉淀反应和显色反应。色谱检识色谱检识 比较样品与对照品比较样品与对照品Rf值（值（TLC PC）或）或tR（HPLC GC）是否一致，从而作出判断。）是否一致，从而作出判断。 （一）硅胶（氧化铝）吸附薄层色谱（一）硅胶（氧化铝）吸附薄层色谱 硅胶硅胶TLC最好在碱性条件下进行，可在展开剂中加入少量碱性试剂如二乙胺、氨水等，最好在碱性条件下进行，可在展开剂中加入少量碱性试剂如二乙胺、氨水等，或制备碱性薄层板。或制备碱性薄层板。 展开剂多以氯仿等亲脂性有机溶剂为主，再根据色谱结果调整展开剂的极性。展开剂多以氯仿等亲脂性有机溶剂为主，再根据色谱结果调整展开剂的极性。 大多采用改良碘化铋钾试液喷雾显色，呈橘红色斑点。亦可直接观察斑点或在紫外下大多采用改良碘化铋钾试液喷雾显色，呈橘红色斑点。亦可直接观察斑点或在紫外下观察荧光斑点。观察荧光斑点。 （二）纸色谱（二）纸色谱 常用正相纸上分配色谱。注意保持生物碱状态的均一性。常用正相纸上分配色谱。注意保持生物碱状态的均一性。 游离碱：游离碱： 常以甲酰胺为固定相，氯仿苯等为展开剂。常以甲酰胺为固定相，氯仿苯等为展开剂。 生物碱盐：生物碱盐： 常以水为固定相，常以水为固定相，BAW（n-BuOH-HAC-H2O）溶剂系统）溶剂系统为展开剂。为展开剂。 显色方法与薄层色谱基本相同，但不宜使用含硫酸的显色剂。显色方法与薄层色谱基本相同，但不宜使用含硫酸的显色剂。 （三）高效液相色谱法（三）高效液相色谱法 分辨率高，结果准确可靠。分辨率高，结果准确可靠。任务一任务一麻黄中生物碱类成分的提取分离技术麻黄中生物碱类成分的提取分离技术 学习目标学习目标一一二三三麻黄中生物碱的提取分离技术麻黄中生物碱的提取分离技术必备知识五四六相关知识链接及拓展课堂互动目标测试一一学习目标学习目标2掌握掌握麻黄中生物碱麻黄中生物碱类化合物类化合物的提取、的提取、分离及鉴定技术。分离及鉴定技术。熟悉熟悉麻黄中生物碱麻黄中生物碱类化合物类化合物的结构及的结构及性质。性质。了解了解麻黄中生物碱麻黄中生物碱类化合物类化合物的存在及的存在及生物活性。生物活性。知识要求知识要求3能力要求能力要求1掌握麻黄中生物碱掌握麻黄中生物碱类化学成分的提取类化学成分的提取分离原理及操作技分离原理及操作技术。术。熟练进行熟练进行麻黄中麻黄中生物碱类化合物生物碱类化合物的提取、分离及的提取、分离及鉴定操作。鉴定操作。学会学会麻黄中生物麻黄中生物碱类化合物碱类化合物的色的色谱鉴定技术谱鉴定技术。学习目的二 麻黄中生物碱类化学成分的提取分离技术 麻黄（麻黄（herbaherba ephedraeephedrae）为）为麻黄科草麻黄麻黄科草麻黄( (EphedraEphedra sinicasinica StapfStapf.).)、中麻黄、中麻黄( (EphedraEphedra intermediaintermedia SchrenkSchrenk et et C.A.MeyC.A.Mey.).)或木贼麻黄或木贼麻黄( (EphedraEphedra equisetinaequisetina BgeBge.).)的干燥草质茎。的干燥草质茎。具有发汗解表、宣肺平喘、利水具有发汗解表、宣肺平喘、利水消肿的作用。麻黄中含有多种生消肿的作用。麻黄中含有多种生物碱物碱, ,因产地和品种的不同有一因产地和品种的不同有一定的差异定的差异, ,一般以麻黄碱和伪麻一般以麻黄碱和伪麻黄碱为主黄碱为主, ,此外还含少量甲基麻此外还含少量甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱和去甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱和去甲基麻黄碱、去甲基伪麻黄碱。黄碱、去甲基伪麻黄碱。麻黄碱与伪麻黄碱提取分离工艺流程（二）麻黄生物碱的性质（一）麻黄中主要有效成分及结构（一）麻黄中主要有效成分及结构三三 必备知识必备知识（一）麻黄中主要有效成分及结构 麻黄中含有多种生物碱，以麻黄碱和伪麻黄碱为主，其麻黄中含有多种生物碱，以麻黄碱和伪麻黄碱为主，其次是甲基麻黄碱和去甲基麻黄碱。它们的结构如下：次是甲基麻黄碱和去甲基麻黄碱。它们的结构如下：（二）麻黄生物碱的理化性质1.1.性状性状 麻黄碱和伪麻黄碱的分子量较小，为无色结晶，游离麻黄碱含麻黄碱和伪麻黄碱的分子量较小，为无色结晶，游离麻黄碱含水物熔点为水物熔点为4040。两者都具有挥发性。两者都具有挥发性。2.2.碱性碱性 麻黄碱和伪麻黄碱为仲胺生物碱，且氮原子在侧链上，碱性较麻黄碱和伪麻黄碱为仲胺生物碱，且氮原子在侧链上，碱性较强，而且伪麻黄碱的碱性（强，而且伪麻黄碱的碱性（pKa9.74pKa9.74）稍强于麻黄碱（）稍强于麻黄碱（pKa9.58pKa9.58）。）。3.3.溶解性溶解性 由于麻黄碱和伪麻黄碱的分子较小，且属芳烃仲胺生物碱，其由于麻黄碱和伪麻黄碱的分子较小，且属芳烃仲胺生物碱，其溶解性与一般生物碱不完全相同。游离的麻黄生物碱可溶于水，而溶解性与一般生物碱不完全相同。游离的麻黄生物碱可溶于水，而伪麻黄碱由于形成较稳定的分子内氢键，所以在水中的溶解度比麻伪麻黄碱由于形成较稳定的分子内氢键，所以在水中的溶解度比麻黄碱小。麻黄碱和伪麻黄碱也能溶解于氯仿、乙醚、苯及醇类溶剂黄碱小。麻黄碱和伪麻黄碱也能溶解于氯仿、乙醚、苯及醇类溶剂中。麻黄碱草酸盐比伪麻黄碱草酸盐在水中溶解度小。中。麻黄碱草酸盐比伪麻黄碱草酸盐在水中溶解度小。四四 知识链接与拓展知识链接与拓展溶溶剂剂提提取取法法基本原理基本原理操作形式操作形式影响因素影响因素浸渍法煎煮法渗漉法回流法连续回流法般般来来说说，天天然然药药物物化化学学成成分分在在常常温温下下多多半半是是固固体体物物质质，常常具具有有结结晶晶的的通通性性，因因此此，可可根根据据溶溶解解度度得得不不同同，用用结结晶晶法法来来达达到到分分离离、纯纯化化、精精制制的的目目的的。结结晶晶法法是是实实验验室室常常用用的的成成分分纯纯化化方方法法。但但并并不不能能利利用用结结晶晶法法直直接接进进行行提提取取液液的的分分离离和和纯纯化化，因因为为过过多多的的杂杂质质会会干干扰扰结结晶晶的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。基本原理基本原理 根据中药化学成分与溶剂间根据中药化学成分与溶剂间“极性相似相溶极性相似相溶”的原的原理，依据各类成分溶解度的差异，选择对所提成分溶理，依据各类成分溶解度的差异，选择对所提成分溶解度大、对杂质溶解度小的溶剂，依据解度大、对杂质溶解度小的溶剂，依据“浓度差浓度差”原原理，将所提成分从药材中溶解出来的方法。理，将所提成分从药材中溶解出来的方法。影响因素影响因素-溶剂、方法、粉碎度、温度、时间等1 1 药材粉碎度：药粉越细、表面积越大，提取效率越高。但太细，药粉对成分药材粉碎度：药粉越细、表面积越大，提取效率越高。但太细，药粉对成分的吸附也越强。因此水提取宜用粗粉；用有机溶剂可细些的吸附也越强。因此水提取宜用粗粉；用有机溶剂可细些, ,以以2020目为好。目为好。2 2 提取温度：一般热提效率高，但要考虑有些成分温度高易破坏，应选择适宜提取温度：一般热提效率高，但要考虑有些成分温度高易破坏，应选择适宜温度。温度。3 3 提取时间：一般提取时间长提出量大。但被提成分在细胞内外溶解一旦平衡，提取时间：一般提取时间长提出量大。但被提成分在细胞内外溶解一旦平衡，时间长即无意义。一般热水提以时间长即无意义。一般热水提以1/2hr1/2hr为宜，乙醇提为宜，乙醇提1hr1hr为宜。为宜。4 4 提取溶剂的选择提取溶剂的选择: : 遵循遵循“相似者相溶相似者相溶”规律，选择对有效成分溶解度大，对无规律，选择对有效成分溶解度大，对无效成分溶解度小的溶剂做为提取溶剂效成分溶解度小的溶剂做为提取溶剂; ;溶剂沸点要适中、低毒安全、环保。溶剂沸点要适中、低毒安全、环保。5 5 提取方法的选择提取方法的选择: :见后面见后面方法常用溶剂优点缺点浸渍法水和醇室温提取不易破坏成分，设备简单，适合提取含淀粉或黏液质多的药材。可配合超声波处理提高提取效率。时间长次多，提取效率低。提取液易发霉渗漉法水和醇室温提取不易破坏成分，设备简单，保持较高浓度差提取效率高。溶剂用量较多煎煮法水设备简单，提取较全面加热提取易破坏成分，挥发性成分易损失，不适合提取含淀粉或黏液质多的药材回流法有机溶剂加热提取效率较高易破坏热敏性成分，操作较繁连续回流法有机溶剂保持较高浓度差提取效率高，操作简便，溶剂用量少提取液受热时间长，成分易破坏操作形式操作形式方法常用溶剂优点缺点浸渍法水和醇室温提取不易破坏成分，设备简单，适合提取含淀粉或黏液质多的药材。可配合超声波处理提高提取效率。时间长次多，提取效率低。提取液易发霉渗漉法水和醇室温提取不易破坏成分，设备简单，保持较高浓度差提取效率高。溶剂用量较多煎煮法水设备简单，提取较全面加热提取易破坏成分，挥发性成分易损失，不适合提取含淀粉或黏液质多的药材回流法有机溶剂加热提取效率较高易破坏热敏性成分，操作较繁连续回流法有机溶剂保持较高浓度差提取效率高，操作简便，溶剂用量少提取液受热时间长，成分易破坏水水蒸蒸气气蒸蒸馏馏法法基本原理基本原理适用范围适用范围装置示意图装置示意图是将水蒸气通入含有挥发性成分的药是将水蒸气通入含有挥发性成分的药材中，使药材中挥发性成分随水蒸气材中，使药材中挥发性成分随水蒸气蒸馏出来的提取方法。蒸馏出来的提取方法。适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏并适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏并难溶于水的成分的提取，常用于挥发难溶于水的成分的提取，常用于挥发油等挥发性成分的提取油等挥发性成分的提取 。般般来来说说，天天然然药药物物化化学学成成分分在在常常温温下下多多半半是是固固体体物物质质，常常具具有有结结晶晶的的通通性性，因因此此，可可根根据据溶溶解解度度得得不不同同，用用结结晶晶法法来来达达到到分分离离、纯纯化化、精精制制的的目目的的。结结晶晶法法是是实实验验室室常常用用的的成成分分纯纯化化方方法法。但但并并不不能能利利用用结结晶晶法法直直接接进进行行提提取取液液的的分分离离和和纯纯化化，因因为为过过多多的的杂杂质质会会干干扰扰结结晶晶的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。水蒸气蒸馏法和离子交换树脂法提取麻黄中生物碱类化合物水蒸气蒸馏法和离子交换树脂法提取麻黄中生物碱类化合物水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 麻黄碱和伪麻黄碱在游离状态时具有挥发性，可用水蒸气蒸馏法从麻黄中提麻黄碱和伪麻黄碱在游离状态时具有挥发性，可用水蒸气蒸馏法从麻黄中提取出来，将馏出液中用适量草酸溶液吸收，使其转变成麻黄碱草酸盐和伪麻黄碱取出来，将馏出液中用适量草酸溶液吸收，使其转变成麻黄碱草酸盐和伪麻黄碱草酸盐。由于溶解度不同，麻黄碱草酸盐从水溶液中析出，伪麻黄碱草酸盐仍留草酸盐。由于溶解度不同，麻黄碱草酸盐从水溶液中析出，伪麻黄碱草酸盐仍留在水中，过滤分离后再按溶剂提取法中的精制步骤将其精制成盐酸麻黄碱和盐酸在水中，过滤分离后再按溶剂提取法中的精制步骤将其精制成盐酸麻黄碱和盐酸伪麻黄碱。此法具有设备简单，操作方便且安全，但本法需先将麻黄草的煮提液伪麻黄碱。此法具有设备简单，操作方便且安全，但本法需先将麻黄草的煮提液浓缩成浸膏，碱化后再用水蒸气蒸馏法提取，此过程加热温度较高，部分麻黄碱浓缩成浸膏，碱化后再用水蒸气蒸馏法提取，此过程加热温度较高，部分麻黄碱被分解产生胺和甲胺，从而影响产品的质量和收率。被分解产生胺和甲胺，从而影响产品的质量和收率。离子交换树脂法离子交换树脂法 利用生物碱盐能够交换到强酸型阳离子树脂柱上，将麻黄草的酸性水提液通利用生物碱盐能够交换到强酸型阳离子树脂柱上，将麻黄草的酸性水提液通过离子交换柱，用酸性液洗脱，由于麻黄碱的碱性比伪麻黄弱，可先从树脂柱上过离子交换柱，用酸性液洗脱，由于麻黄碱的碱性比伪麻黄弱，可先从树脂柱上洗脱下来，从而使两者达到分离。本法比较简单，无需特殊设备，只要控制好洗洗脱下来，从而使两者达到分离。本法比较简单，无需特殊设备，只要控制好洗脱液的用量即可使麻黄碱和伪麻黄碱分离，实验室多应用此法。脱液的用量即可使麻黄碱和伪麻黄碱分离，实验室多应用此法。中药酸水提取液（盐）中药酸水提取液（盐） 过阳离子交换树脂柱过阳离子交换树脂柱（RSO3- H+） 树脂柱（树脂柱（RSO3BH+） 氨液碱化（游离）氨液碱化（游离）氯仿提取氯仿提取 回收溶剂回收溶剂 总生物碱总生物碱 流出液流出液（水溶性杂质）（水溶性杂质）离子交换树脂法离子交换树脂法 -操作流程操作流程提提取取液液的的浓浓缩缩水提液的浓缩有机提取液的浓缩敞口蒸发敞口蒸发 适用于少量水提液。适用于少量水提液。薄膜蒸发薄膜蒸发 效率高，适用于大量水提液。效率高，适用于大量水提液。常压蒸馏常压蒸馏 适用于低沸点有机溶剂的回收，适用于低沸点有机溶剂的回收，例如乙醚、例如乙醚、 丙酮等丙酮等减压蒸馏减压蒸馏 适用于高沸点有机溶剂的回收，适用于高沸点有机溶剂的回收，例如乙醇、正丁醇等例如乙醇、正丁醇等【注注】加热加热有机有机溶剂（溶液）必须使用溶剂（溶液）必须使用非明火非明火热源。热源。五五课课堂堂互互动动根据前面所学的理论知识比较麻黄碱和伪麻黄碱，并思考如何分离它们？任务二任务二防己中生物碱类成分的提取分离技术防己中生物碱类成分的提取分离技术 学习目标学习目标一一二三三防己中生物碱的提取分离技术防己中生物碱的提取分离技术必备知识五四六相关知识链接及拓展课堂互动目标测试一一学习目标学习目标2掌握粉防己碱和防掌握粉防己碱和防己诺林碱的提取、己诺林碱的提取、分离技术。分离技术。熟悉粉防己碱和防熟悉粉防己碱和防己诺林碱的结构及己诺林碱的结构及主要理化性质。主要理化性质。了解粉防己碱和防了解粉防己碱和防己诺林碱的提取分己诺林碱的提取分离新进展。离新进展。知识要求知识要求3能力要求能力要求1掌握防己中生物碱掌握防己中生物碱类化学成分的提取类化学成分的提取分离原理及操作技分离原理及操作技术。术。熟练进行防己熟练进行防己中中生物碱类化合物生物碱类化合物的提取、分离及的提取、分离及鉴定操作。鉴定操作。学会防己学会防己中生物中生物碱类化合物碱类化合物的色的色谱鉴定技术谱鉴定技术。学习目的二 防己中生物碱类化学成分的提取分离技术防己（防己（StephaniaStephania tetrandratetrandra）又称粉防已、汉防己、倒地拱，又称粉防已、汉防己、倒地拱，为防已科植物粉防己的干燥根，为防已科植物粉防己的干燥根，为临床常用中药。防已味苦、为临床常用中药。防已味苦、辛，性寒，具有祛风止痛、利辛，性寒，具有祛风止痛、利水消肿等功效。现代药理实验水消肿等功效。现代药理实验研究表明，防己总生物碱具有研究表明，防己总生物碱具有镇痛、消炎、降压、肌肉松弛镇痛、消炎、降压、肌肉松弛以及抗菌、抗肿瘤的作用，其以及抗菌、抗肿瘤的作用，其主要有效成分为粉防己碱（又主要有效成分为粉防己碱（又称汉防已甲素）和防己诺林碱称汉防已甲素）和防己诺林碱（又称汉防己乙素）。（又称汉防己乙素）。防己生物碱的提取分离工艺流程（二）防己生物碱的性质（一）防己中主要有效成分及结构（一）防己中主要有效成分及结构三三 必备知识必备知识（一）防己中主要有效成分及结构 防已中的生物碱含量高达防已中的生物碱含量高达1.5%一一2.3%，其中主要为粉防己，其中主要为粉防己碱和防己诺林碱，还含少量的轮环藤酚碱。粉防己碱和防己诺林碱碱和防己诺林碱，还含少量的轮环藤酚碱。粉防己碱和防己诺林碱均属于双苄基异喹啉衍生物，且为叔胺生物碱，轮环藤酚碱为季铵均属于双苄基异喹啉衍生物，且为叔胺生物碱，轮环藤酚碱为季铵型生物碱。其结构如下型生物碱。其结构如下 ：（二）防己生物碱的理化性质 1 1性状性状 粉防己碱和防己诺林碱均为白色结晶。粉防己碱的熔点为粉防己碱和防己诺林碱均为白色结晶。粉防己碱的熔点为217217218218（丙酮），防己诺林碱自丙酮中析出的结晶具有双熔（丙酮），防己诺林碱自丙酮中析出的结晶具有双熔点，点，126126177177熔融，熔融，200200固化，继续加热至固化，继续加热至237237238238再再熔融。轮环藤酚碱的氯化物为无色结晶，熔点熔融。轮环藤酚碱的氯化物为无色结晶，熔点214214。2碱性碱性 粉防己碱和防己诺林碱分子中均有两个叔胺状态的氮原子，碱粉防己碱和防己诺林碱分子中均有两个叔胺状态的氮原子，碱性较强。轮环藤酚碱属于原小檗碱型季铵碱，具强碱性。性较强。轮环藤酚碱属于原小檗碱型季铵碱，具强碱性。3溶解性溶解性 粉防己碱和防己诺林碱化学结构相似，亲脂性较强，具有脂溶粉防己碱和防己诺林碱化学结构相似，亲脂性较强，具有脂溶性生物碱的一般溶解性。但由于两者的分子结构中性生物碱的一般溶解性。但由于两者的分子结构中7 7位取代基的差位取代基的差异，前者为甲氧基，后者为酚羟基，故粉防己碱的极性较小，能溶异，前者为甲氧基，后者为酚羟基，故粉防己碱的极性较小，能溶于冷苯；防己诺林碱极性较大，难溶于冷苯。利用这一性质差异可于冷苯；防己诺林碱极性较大，难溶于冷苯。利用这一性质差异可将两者分离。轮环藤酚碱为水溶性生物碱，可溶于水、甲醇、乙醇，将两者分离。轮环藤酚碱为水溶性生物碱，可溶于水、甲醇、乙醇，难溶于乙醚、苯等亲脂性有机溶剂。难溶于乙醚、苯等亲脂性有机溶剂。四四 知识链接与拓展知识链接与拓展沉沉淀淀法法酸碱沉淀法酸碱沉淀法铅盐沉淀法铅盐沉淀法试剂沉淀法试剂沉淀法酸溶碱沉法水提醇沉法碱溶酸沉法醇提水沉法中性醋酸铅法碱式醋酸铅法般般来来说说，天天然然药药物物化化学学成成分分在在常常温温下下多多半半是是固固体体物物质质，常常具具有有结结晶晶的的通通性性，因因此此，可可根根据据溶溶解解度度得得不不同同，用用结结晶晶法法来来达达到到分分离离、纯纯化化、精精制制的的目目的的。结结晶晶法法是是实实验验室室常常用用的的成成分分纯纯化化方方法法。但但并并不不能能利利用用结结晶晶法法直直接接进进行行提提取取液液的的分分离离和和纯纯化化，因因为为过过多多的的杂杂质质会会干干扰扰结结晶晶的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。酸碱沉淀法的基本原理酸碱沉淀法的基本原理 利用某些成分在酸（或碱）中溶解，继而又在碱（或酸）利用某些成分在酸（或碱）中溶解，继而又在碱（或酸）中生成沉淀的性质达到分离的方法。这种沉淀反应是可逆的，中生成沉淀的性质达到分离的方法。这种沉淀反应是可逆的，可使有效成分与其它杂质分离。可使有效成分与其它杂质分离。酸沉淀与碱沉淀各自的沉淀范围酸沉淀与碱沉淀各自的沉淀范围 酸沉淀：适用于分离提纯酸性、碱性或两性有机化合物，如酸沉淀：适用于分离提纯酸性、碱性或两性有机化合物，如黄酮、蒽醌类酚酸性成分等。黄酮、蒽醌类酚酸性成分等。 碱沉淀：适用于分离提纯碱性或两性有机化合物，如一些生碱沉淀：适用于分离提纯碱性或两性有机化合物，如一些生物碱、蛋白质等。物碱、蛋白质等。利用酸溶碱沉法提取粉防己中的生物碱类成分利用酸溶碱沉法提取粉防己中的生物碱类成分般般来来说说，天天然然药药物物化化学学成成分分在在常常温温下下多多半半是是固固体体物物质质，常常具具有有结结晶晶的的通通性性，因因此此，可可根根据据溶溶解解度度得得不不同同，用用结结晶晶法法来来达达到到分分离离、纯纯化化、精精制制的的目目的的。结结晶晶法法是是实实验验室室常常用用的的成成分分纯纯化化方方法法。但但并并不不能能利利用用结结晶晶法法直直接接进进行行提提取取液液的的分分离离和和纯纯化化，因因为为过过多多的的杂杂质质会会干干扰扰结结晶晶的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。试剂沉淀法的基本原理试剂沉淀法的基本原理 利用某成分能与某些试剂产生沉淀的性质或利用某些成分利用某成分能与某些试剂产生沉淀的性质或利用某些成分在不同溶剂中溶解度的差异，通过加入特定试剂或溶剂，使生在不同溶剂中溶解度的差异，通过加入特定试剂或溶剂，使生成沉淀，而与其它成分分离。成沉淀，而与其它成分分离。醇沉淀与水沉淀各自的沉淀范围醇沉淀与水沉淀各自的沉淀范围 醇沉淀：适用于含蛋白质、淀粉、粘液质、树胶等杂质的药醇沉淀：适用于含蛋白质、淀粉、粘液质、树胶等杂质的药材的提取和精制；材的提取和精制； 水沉淀：适用于色素、树脂、油脂、叶绿素等杂质多的药材水沉淀：适用于色素、树脂、油脂、叶绿素等杂质多的药材的提取和精制。的提取和精制。般般来来说说，天天然然药药物物化化学学成成分分在在常常温温下下多多半半是是固固体体物物质质，常常具具有有结结晶晶的的通通性性，因因此此，可可根根据据溶溶解解度度得得不不同同，用用结结晶晶法法来来达达到到分分离离、纯纯化化、精精制制的的目目的的。结结晶晶法法是是实实验验室室常常用用的的成成分分纯纯化化方方法法。但但并并不不能能利利用用结结晶晶法法直直接接进进行行提提取取液液的的分分离离和和纯纯化化，因因为为过过多多的的杂杂质质会会干干扰扰结结晶晶的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。铅盐沉淀法的基本原理铅盐沉淀法的基本原理 利用中性醋酸铅和碱式醋酸铅在水或稀醇溶液中，能与许利用中性醋酸铅和碱式醋酸铅在水或稀醇溶液中，能与许多天然药物化学成分生成难溶性的铅盐或铅络合物沉淀，使有多天然药物化学成分生成难溶性的铅盐或铅络合物沉淀，使有效成分与杂质分离。效成分与杂质分离。中性醋酸铅与碱式醋酸铅各自的沉淀范围中性醋酸铅与碱式醋酸铅各自的沉淀范围 中性醋酸铅：适用于沉淀具有羧基、邻二酚羟基的酸性或酚中性醋酸铅：适用于沉淀具有羧基、邻二酚羟基的酸性或酚性物质；性物质； 碱式醋酸铅：除可沉淀上述物质外，还可沉淀部分大分子中碱式醋酸铅：除可沉淀上述物质外，还可沉淀部分大分子中性物质和少数碱性很弱的生物碱。性物质和少数碱性很弱的生物碱。般般来来说说，天天然然药药物物化化学学成成分分在在常常温温下下多多半半是是固固体体物物质质，常常具具有有结结晶晶的的通通性性，因因此此，可可根根据据溶溶解解度度得得不不同同，用用结结晶晶法法来来达达到到分分离离、纯纯化化、精精制制的的目目的的。结结晶晶法法是是实实验验室室常常用用的的成成分分纯纯化化方方法法。但但并并不不能能利利用用结结晶晶法法直直接接进进行行提提取取液液的的分分离离和和纯纯化化，因因为为过过多多的的杂杂质质会会干干扰扰结结晶晶的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。的形成，甚至有时少量的杂质也会阻碍结晶的析出，因此，结晶前应尽可能地除去杂质。酸碱沉淀法的基本原理酸碱沉淀法的基本原理 利用某些成分在酸（或碱）中溶解，继而又在碱（或酸）利用某些成分在酸（或碱）中溶解，继而又在碱（或酸）中生成沉淀的性质达到分离的方法。这种沉淀反应是可逆的，中生成沉淀的性质达到分离的方法。这种沉淀反应是可逆的，可使有效成分与其它杂质分离。可使有效成分与其它杂质分离。酸沉淀与碱沉淀各自的沉淀范围酸沉淀与碱沉淀各自的沉淀范围 酸沉淀：适用于分离提纯酸性、碱性或两性有机化合物，如酸沉淀：适用于分离提纯酸性、碱性或两性有机化合物，如黄酮、蒽醌类酚酸性成分等。黄酮、蒽醌类酚酸性成分等。 碱沉淀：适用于分离提纯碱性或两性有机化合物，如一些生碱沉淀：适用于分离提纯碱性或两性有机化合物，如一些生物碱、蛋白质等。物碱、蛋白质等。脱铅的方法脱铅的方法硫化氢法硫化氢法中性硫酸盐中性硫酸盐法法阳离子交换阳离子交换树脂法树脂法 硫化氢法脱铅最为常用，将铅盐沉淀悬浮于水或硫化氢法脱铅最为常用，将铅盐沉淀悬浮于水或稀醇中，通入硫化氢气体，使其分解并使铅转为不溶稀醇中，通入硫化氢气体，使其分解并使铅转为不溶性的硫化铅沉淀（脱铅），中药成分留在母液中，硫性的硫化铅沉淀（脱铅），中药成分留在母液中，硫化氢法脱铅彻底，但脱铅液需通入空气或二氧化碳驱化氢法脱铅彻底，但脱铅液需通入空气或二氧化碳驱除干净剩余的硫化氢。除干净剩余的硫化氢。 阳离子交换树脂法脱铅快而彻底，但溶液中某些阳离子交换树脂法脱铅快而彻底，但溶液中某些有效成分的阳离子也可能被交换到树脂上，造成吸附有效成分的阳离子也可能被交换到树脂上，造成吸附损失，且用于脱铅后的树脂再生困难。损失，且用于脱铅后的树脂再生困难。 中性硫酸盐法常加入硫酸钠等中性硫酸盐，因生中性硫酸盐法常加入硫酸钠等中性硫酸盐，因生成的硫酸铅在水中有一定溶解度，故脱铅不彻底。成的硫酸铅在水中有一定溶解度，故脱铅不彻底。五五课课堂堂互互动动比较粉防己碱和防己诺林碱在结构和性质上有何异同，并且如何利用这些差异进行分离和提纯？任务三任务三洋金花中生物碱类成分的提取分离技术洋金花中生物碱类成分的提取分离技术 学习目标学习目标一一二三三洋金花中总生物碱的提取分离技术洋金花中总生物碱的提取分离技术必备知识五四六相关知识链接及拓展课堂互动目标测试一一学习目标学习目标2掌握洋金花总生物掌握洋金花总生物碱的提取、分离技碱的提取、分离技术。术。熟悉洋金花中生物熟悉洋金花中生物碱的结构及主要理碱的结构及主要理化性质。化性质。了解洋金花中生物了解洋金花中生物碱的提取分离新进碱的提取分离新进展。展。知识要求知识要求3能力要求能力要求1掌握洋金花中生物掌握洋金花中生物碱类化学成分的提碱类化学成分的提取分离原理及操作取分离原理及操作技术。技术。熟练进行洋金花熟练进行洋金花中生物碱类化合中生物碱类化合物物的提取、分离的提取、分离及鉴定操作。及鉴定操作。学会洋金花学会洋金花中生中生物碱类化合物物碱类化合物的的色谱鉴定技术色谱鉴定技术。学习目的二 洋金花中生物碱类化学成分的提取分离技术 洋金花为茄科植物毛曼陀洋金花为茄科植物毛曼陀罗和白曼陀罗（罗和白曼陀罗（DaturaDatura metelmetel）的花。以洋金花为主药）的花。以洋金花为主药的中药麻醉剂，我国自古以来的中药麻醉剂，我国自古以来就有应用。洋金花具有解痉止就有应用。洋金花具有解痉止痛止咳平喘的功效。其有效痛止咳平喘的功效。其有效成分为生物碱。现代药理研究成分为生物碱。现代药理研究表明，洋金花中所含的莨菪碱表明，洋金花中所含的莨菪碱及其外消旋体阿托品有解痉镇及其外消旋体阿托品有解痉镇痛、解有机磷中毒和散瞳作用；痛、解有机磷中毒和散瞳作用；东莨菪碱除除具有莨菪碱的生东莨菪碱除除具有莨菪碱的生理活性外，还有镇静、麻醉的理活性外，还有镇静、麻醉的作用。作用。洋金花中生物碱的提取分离工艺流程（二）洋金花中生物碱的性质（一）洋金花中生物碱主要有效成分及结构（一）洋金花中生物碱主要有效成分及结构三三 必备知识必备知识（一）洋金花中主要有效成分及结构 洋金花中所含生物碱为莨菪烷衍生物，以莨菪碱、东莨菪碱、洋金花中所含生物碱为莨菪烷衍生物，以莨菪碱、东莨菪碱、N一去甲基莨菪碱为主。其结构如下一去甲基莨菪碱为主。其结构如下 ：（二）洋金花生物碱的理化性质1.性状性状 莨菪碱为四方细针状结晶（乙醇），熔点莨菪碱为四方细针状结晶（乙醇），熔点108.5C，其外消，其外消旋体阿托品是长柱状结晶，熔点旋体阿托品是长柱状结晶，熔点118C。东莨菪碱为粘稠状液体，。东莨菪碱为粘稠状液体，但形成一水化物为结晶体，熔点但形成一水化物为结晶体，熔点59C。山莨菪碱为无色针状结晶，。山莨菪碱为无色针状结晶，若自苯中结晶含一分子苯。这些生物碱除阿托品无旋光活性外其若自苯中结晶含一分子苯。这些生物碱除阿托品无旋光活性外其他生物碱均具有左旋的旋光活性。他生物碱均具有左旋的旋光活性。2.碱性碱性 N-去甲莨菪碱是仲胺，其余都属于叔胺碱。东莨菪碱由于空间去甲莨菪碱是仲胺，其余都属于叔胺碱。东莨菪碱由于空间效应的影响，碱性较弱（效应的影响，碱性较弱（pKa7.50）；莨菪碱无空间效应障碍，）；莨菪碱无空间效应障碍，碱性较强（碱性较强（pKa9.65）；山莨菪碱分子中）；山莨菪碱分子中6位羟基的空间效应的影位羟基的空间效应的影响比东莨菪碱小，故其碱性介于莨菪碱和东莨菪碱之间。响比东莨菪碱小，故其碱性介于莨菪碱和东莨菪碱之间。 3.溶解性溶解性 莨菪碱（或阿托品）亲脂性较强，易溶于乙醇、氯仿，难溶干水。临床上莨菪碱（或阿托品）亲脂性较强，易溶于乙醇、氯仿，难溶干水。临床上用的硫酸阿托品为白色结晶性粉末，极易溶于水，遇光易变质。东莨菪碱有较强用的硫酸阿托品为白色结晶性粉末，极易溶于水，遇光易变质。东莨菪碱有较强的亲水性，可溶于水，易溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等溶剂，难溶于苯、四氯的亲水性，可溶于水，易溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等溶剂，难溶于苯、四氯化碳等强亲脂性溶剂。东莨菪碱也具较强的亲水性。山莨菪碱由于多一个羟基，化碳等强亲脂性溶剂。东莨菪碱也具较强的亲水性。山莨菪碱由于多一个羟基，亲脂性较莨菪碱弱，能溶于水和乙醇。亲脂性较莨菪碱弱，能溶于水和乙醇。4洋金花中莨菪烷类生物碱的鉴别反应洋金花中莨菪烷类生物碱的鉴别反应（l）氯化汞沉淀反应）氯化汞沉淀反应 莨菪碱（或阿托品）在氯化汞的乙醇溶液中发生反应生成莨菪碱（或阿托品）在氯化汞的乙醇溶液中发生反应生成黄色沉淀，加热后沉淀变为红色。在同样条件下，东莨菪碱则与氯化汞反应生成黄色沉淀，加热后沉淀变为红色。在同样条件下，东莨菪碱则与氯化汞反应生成白色沉淀。这是因为莨菪碱的碱性较强，加热时能使氯化汞转变成氧化汞（砖红白色沉淀。这是因为莨菪碱的碱性较强，加热时能使氯化汞转变成氧化汞（砖红色），而东莨菪碱的碱性较弱，与氯化汞反应只能生成白色的分子复盐沉淀。色），而东莨菪碱的碱性较弱，与氯化汞反应只能生成白色的分子复盐沉淀。（2）Vitali反应反应 莨菪碱（或阿托品）、东莨菪碱等莨菪烷类生物碱分子结构莨菪碱（或阿托品）、东莨菪碱等莨菪烷类生物碱分子结构中具有莨菪酸部分，当用发烟硝酸处理时，发生硝基化反应，生成三硝基衍生物中具有莨菪酸部分，当用发烟硝酸处理时，发生硝基化反应，生成三硝基衍生物（黄色），若再与醇钠溶液反应，发生分子内双键重排，生成醌型结构的衍生物（黄色），若再与醇钠溶液反应，发生分子内双键重排，生成醌型结构的衍生物而呈深紫色，渐转暗红色，最后颜色消失。而呈深紫色，渐转暗红色，最后颜色消失。 （二）洋金花生物碱的理化性质四四课课堂堂互互动动1.比较几种莨菪生物碱的碱性并简述理由。2.从曼陀罗叶中提取莨菪碱时为何加石灰水搅拌？任务四任务四三颗针中生物碱类成分的提取分离技术三颗针中生物碱类成分的提取分离技术 学习目标学习目标一一二三三三颗针中总生物碱的提取分离技术三颗针中总生物碱的提取分离技术必备知识五四六相关知识链接及拓展课堂互动目标测试一一学习目标学习目标2掌握小檗碱的提取、掌握小檗碱的提取、分离技术。分离技术。熟悉三颗针中生物熟悉三颗针中生物碱的结构及主要理碱的结构及主要理化性质。化性质。了解三颗针中生物了解三颗针中生物碱的提取分离新进碱的提取分离新进展。展。知识要求知识要求3能力要求能力要求1掌握三颗针中生物掌握三颗针中生物碱的提取分离原理碱的提取分离原理及操作技术。及操作技术。熟练进行三颗针熟练进行三颗针中生物碱类化合中生物碱类化合物物的提取、分离的提取、分离及鉴定操作。及鉴定操作。学会三颗针学会三颗针中生中生物碱类化合物物碱类化合物的的色谱鉴定技术色谱鉴定技术。学习目的二 三颗针中生物碱类化学成分的提取分离技术 三颗针为小檗科植物毛叶小檗三颗针为小檗科植物毛叶小檗（Berberis brachypoda）、细叶）、细叶小檗（小檗（B. Poiretii Schneid）等多）等多种同属植物的根，根皮或茎皮作为三颗种同属植物的根，根皮或茎皮作为三颗针入药，具有清热去火、抗菌、抗病毒针入药，具有清热去火、抗菌、抗病毒的作用。三颗针中主含小檗碱，小檗碱的作用。三颗针中主含小檗碱，小檗碱同时也是毛茛科植物黄连（同时也是毛茛科植物黄连（Coptis chinensis Franch.）中的主要成份，）中的主要成份，黄连中小檗碱含量较高但资源有限，工黄连中小檗碱含量较高但资源有限，工业生产上提取小檗碱主要以三颗针为原业生产上提取小檗碱主要以三颗针为原料。料。三颗针中生物碱的提取分离工艺流程三颗针中生物碱的提取分离工艺流程（二）三颗针中生物碱的性质（一）三颗针中生物碱主要有效成分及结构（一）三颗针中生物碱主要有效成分及结构三三 必备知识必备知识（一）三颗针中主要有效成分及结构 三颗针中主要含有小檗碱，常作为黄连的代用品。三颗针中主要含有小檗碱，常作为黄连的代用品。 黄连中主要是生物碱：小檗碱、巴马丁（黄连中主要是生物碱：小檗碱、巴马丁（palmatine）、黄连）、黄连碱（碱（coptisine）、甲基黄连碱（）、甲基黄连碱（methylcoptisine）、药根碱）、药根碱（jatrorrhizine）和表小檗碱（）和表小檗碱（epiberberine）等。其中以小檗碱）等。其中以小檗碱含量最高（大约含量最高（大约10）。小檗碱为异喹啉类原小檗碱型生物碱，）。小檗碱为异喹啉类原小檗碱型生物碱，具有明显的抗菌作用。具有明显的抗菌作用。R1R2R3R4R5小檗碱巴马丁黄连碱甲基黄连碱药根碱表小檗碱名名 称称 溶溶 解解 度度 氢碘酸盐氢碘酸盐 12130 盐酸盐盐酸盐 1500 枸橼酸盐枸橼酸盐 1125 磷酸盐磷酸盐 115 硫酸盐硫酸盐 130 酸性硫酸盐酸性硫酸盐 1100（二）三颗针生物碱的理化性质 从水或稀乙醇中结晶所得的小檗碱为黄色针状结晶，含从水或稀乙醇中结晶所得的小檗碱为黄色针状结晶，含5.5分子结晶水，在分子结晶水，在100干干燥后仍保留燥后仍保留2.5分子结晶水，加热至分子结晶水，加热至110变为棕黄色，变为棕黄色，160分解。盐酸小檗碱为黄色分解。盐酸小檗碱为黄色小针状结晶，在小针状结晶，在220左右分解，形成小檗红碱（红棕色），在左右分解，形成小檗红碱（红棕色），在285左右完全熔融。左右完全熔融。 小檗碱能缓溶于冷水（小檗碱能缓溶于冷水（120），易溶于热水和热乙醇，难溶于丙酮、氯仿和苯等。），易溶于热水和热乙醇，难溶于丙酮、氯仿和苯等。小檗碱和酸结合成盐，其盐类在水中的溶解度见表小檗碱和酸结合成盐，其盐类在水中的溶解度见表1-5。小檗碱与大分子有机酸结合成的盐在水中的溶解度很小，所小檗碱与大分子有机酸结合成的盐在水中的溶解度很小，所以，当黄连与甘草、大黄和黄芩等配伍时，能和甘草酸、大黄鞣以，当黄连与甘草、大黄和黄芩等配伍时，能和甘草酸、大黄鞣质、黄芩苷形成难溶于水的化合物而沉淀析出，这是在中药制剂质、黄芩苷形成难溶于水的化合物而沉淀析出，这是在中药制剂过程中需要注意的问题。过程中需要注意的问题。小檗碱属季铵型生物碱，可离子化而显强碱性。小檗碱通常小檗碱属季铵型生物碱，可离子化而显强碱性。小檗碱通常以季铵型状态存在，能溶于水，水溶液呈强碱性（以季铵型状态存在，能溶于水，水溶液呈强碱性（pKa=11.50），），溶液为红棕色。如果在水溶液中加入过量的碱，可抑制季铵离子溶液为红棕色。如果在水溶液中加入过量的碱，可抑制季铵离子的解离，使其部分转变为醛式或醇式，溶液也变成了棕色或黄色。的解离，使其部分转变为醛式或醇式，溶液也变成了棕色或黄色。醇式或醛式小檗碱具有亲脂性，可溶于亲脂性有机溶剂。醇式或醛式小檗碱具有亲脂性，可溶于亲脂性有机溶剂。季铵式季铵式(红棕色红棕色)醇式（黄色）醇式（黄色）醛式（黄色）醛式（黄色）小檗碱的三种互变异构体小檗碱的三种互变异构体四四 知识拓展知识拓展1黄连中小檗碱的提取分离黄连中小檗碱的提取分离2黄柏中小檗碱的提取分离黄柏中小檗碱的提取分离五五课课堂堂互互动动1.简述用盐析法分离小檗碱盐酸盐的原理任务五任务五乌头中生物碱类成分的提取分离技术乌头中生物碱类成分的提取分离技术 学习目标学习目标一一二三三乌头中总生物碱的提取分离技术乌头中总生物碱的提取分离技术必备知识五四六相关知识链接及拓展课堂互动目标测试一一学习目标学习目标2掌握乌头碱、次乌掌握乌头碱、次乌头碱的提取、分离头碱的提取、分离技术。技术。熟悉乌头中生物碱熟悉乌头中生物碱的结构及主要理化的结构及主要理化性质。性质。了解乌头中生物碱了解乌头中生物碱的提取分离新进展。的提取分离新进展。知识要求知识要求3能力要求能力要求1掌握乌头中生物碱掌握乌头中生物碱的提取分离原理及的提取分离原理及操作技术。操作技术。熟练进行乌头熟练进行乌头中中生物碱类化合物生物碱类化合物的提取、分离及的提取、分离及鉴定操作。鉴定操作。学会乌头学会乌头中生物中生物碱类化合物碱类化合物的色的色谱鉴定技术谱鉴定技术。学习目的二 乌头中生物碱类化学成分的提取分离技术 乌头为毛莨科植物乌头乌头为毛莨科植物乌头的干燥母根。乌头味辛、苦，的干燥母根。乌头味辛、苦，性热，有大毒，具有祛风除性热，有大毒，具有祛风除湿、温经止痛的功效，是临湿、温经止痛的功效，是临床常用的重要中药。现代药床常用的重要中药。现代药理学研究表明，乌头的主要理学研究表明，乌头的主要有效成分即乌头生物碱具有有效成分即乌头生物碱具有镇痛、消炎、麻醉、降压及镇痛、消炎、麻醉、降压及对心脏产生刺激等作用。对心脏产生刺激等作用。乌头中生物碱的提取分离工艺流程（二）乌头中生物碱的性质（一）乌头中生物碱主要有效成分及结构（一）乌头中生物碱主要有效成分及结构三三 必备知识必备知识（一）乌头中主要有效成分及结构 乌头主要含二萜类生物碱，属于四环或五环二萜类衍乌头主要含二萜类生物碱，属于四环或五环二萜类衍生物。其中以乌头碱和乌头次碱为主要成分。其结构如下生物。其中以乌头碱和乌头次碱为主要成分。其结构如下 ：（二）乌头生物碱的理化性质1.性状性状 乌头生物碱均有完好的结晶形态。其中乌头碱熔点乌头生物碱均有完好的结晶形态。其中乌头碱熔点 198；乌头次碱熔点乌头次碱熔点 187。乌头碱为双酯型生物碱，有麻辣味，毒性极。乌头碱为双酯型生物碱，有麻辣味，毒性极强，是乌头的主要毒性成分，若将其双酯结构经水解生成乌头原碱强，是乌头的主要毒性成分，若将其双酯结构经水解生成乌头原碱（醇胺结构），则无毒性。这就是把乌头经水浸、加热使乌头碱等（醇胺结构），则无毒性。这就是把乌头经水浸、加热使乌头碱等双酯型碱水解的炮制原理。在乌头及其方剂、中成药中，对剧毒的双酯型碱水解的炮制原理。在乌头及其方剂、中成药中，对剧毒的双酯型生物碱须进行限量检查。双酯型生物碱须进行限量检查。2.溶解性溶解性 乌头中主要的二萜类生物碱易溶于无水乙醇、氯仿、乙醚、苯乌头中主要的二萜类生物碱易溶于无水乙醇、氯仿、乙醚、苯等有机溶剂，难溶于水。乌头碱等双酯型生物碱脂性较强；乌头次等有机溶剂，难溶于水。乌头碱等双酯型生物碱脂性较强；乌头次碱和乌头原碱由于酯键被水解，亲脂性较弱。碱和乌头原碱由于酯键被水解，亲脂性较弱。3碱性碱性 乌头碱、美沙乌头碱、乌头次碱等生物碱分子中含一个呈叔胺乌头碱、美沙乌头碱、乌头次碱等生物碱分子中含一个呈叔胺状态的氮原子，因此它们具一般叔胺碱的碱性，能与酸成盐。状态的氮原子，因此它们具一般叔胺碱的碱性，能与酸成盐。四四 知识链接与拓展知识链接与拓展色色谱谱法法分类分类吸附色谱的吸附色谱的操作技术操作技术吸附色谱的吸附色谱的三要素三要素按原理分类按流动相分类按操作形式分类吸附剂展开剂被分离成分按原理分按原理分类吸附色吸附色谱分配色分配色谱离子交离子交换色色谱凝胶凝胶过滤色色谱按操作形式按操作形式分分类平面色平面色谱柱色柱色谱毛毛细管管电泳色泳色谱按流按流动相分相分类液相色液相色谱气相色气相色谱超超临界流体色界流体色谱三要素三要素1.吸附吸附剂基本要求：基本要求：吸附吸附剂要要有有较大的表面大的表面积和适和适宜的活性；与移宜的活性；与移动相相溶溶剂及被分离各成分及被分离各成分不起化学反不起化学反应；颗粒粒均匀；并且在所用各均匀；并且在所用各种溶种溶剂中不溶解。中不溶解。种种类：亲水性吸附水性吸附剂：氧化氧化铝、硅胶、聚、硅胶、聚酰胺、氧化胺、氧化镁、硅酸、硅酸镁、碳酸碳酸钙和硅藻土等。和硅藻土等。亲脂性吸附脂性吸附剂：活性：活性炭。炭。常用吸附常用吸附剂：（1）硅）硅胶胶为极性吸附极性吸附剂。吸。吸附机理是与化合物形附机理是与化合物形成成氢键。极易吸水，。极易吸水，含水量在含水量在17%以下才以下才能作能作为吸附吸附剂。活化。活化温度一般在温度一般在100120。硅胶。硅胶显弱酸性，弱酸性，适用于中性或酸性成适用于中性或酸性成分的分离。（分的分离。（2）氧化）氧化铝为极性吸附极性吸附剂，吸，吸附能力比硅胶稍附能力比硅胶稍强。色色谱用氧化用氧化铝有碱性有碱性（pH9.0）、中性）、中性(pH7.5)和酸性和酸性(pH4.0)三种。三种。吸附吸附剂的活化的活化:在一定在一定温度下加温度下加热去除水分去除水分提高吸附提高吸附剂的吸附能的吸附能力，使其活性增高的力，使其活性增高的过程称程称为。脱活化脱活化:在吸附在吸附剂中加中加入一定量的水分，降入一定量的水分，降低其活性的低其活性的过程称程称为。活性活性级别:吸附吸附剂的活的活性根据含水量的多少性根据含水量的多少分分为5个个级别（级、级、级、级和和级）。）。2.展开展开剂种种类：包含包含亲脂性和脂性和亲水性有机溶水性有机溶剂以及水。以及水。解吸附能力：解吸附能力：展开展开剂解解吸附能力的大小与吸附能力的大小与选择展展开开剂的极性和被分离成分的极性和被分离成分德极性有关。德极性有关。3.被分离成分被分离成分以以亲水性溶水性溶剂为吸附吸附剂，则被分离成分极性大的被被分离成分极性大的被吸附牢固，解吸附就困吸附牢固，解吸附就困难，色色谱中展开的速度就慢。中展开的速度就慢。化合物极性大小判断的原化合物极性大小判断的原则：分子中母核相同，极性基分子中母核相同，极性基团越多，极性越大；分子中双越多，极性越大；分子中双键及共及共轭双双键越多，极性越越多，极性越大；同系物中，分子量越小，大；同系物中，分子量越小，极性越大；在同一母核中不极性越大；在同一母核中不能形成分子内能形成分子内氢键的化合物的化合物比能形成分子内比能形成分子内氢键的化合的化合物的极性大。物的极性大。铺板点样展开显色与定位计算比移值薄层色谱的操作技术流程薄层色谱的操作技术流程学学 习习 小小 结结生生物物碱碱类类化化合合物物提取分离提取分离提取分离提取分离提取、分离提取、分离结构测定结构测定结构测定结构测定理化性质理化性质理化性质理化性质性状、溶解性、旋光性、碱性性状、溶解性、旋光性、碱性结构类型结构类型结构类型结构类型生物碱类生物碱类应用实例应用实例应用实例应用实例紫外、红外、核磁、质谱紫外、红外、核磁、质谱麻黄、防己、洋金花、三棵针、乌头麻黄、防己、洋金花、三棵针、乌头检识反应检识反应检识反应检识反应显色反应显色反应、色谱检识色谱检识（一）学习内容（一）学习内容（二）学习方法与体会（二）学习方法与体会生物碱的学习，应遵循“共性个性”的认知规律，通过分析生物碱类化合物的结构特点，总结出该类成分的理化性质，进而分析每一种生物碱类成分独特的提取分离方法和技术六六目目标标检检测测一、A型题 1.从药材中提取季铵碱一般采用的方法是_。（A.碱溶酸沉法 B.pH梯度萃取法C.醇-酸水-碱化-氯仿提取法 D.醇-酸水-碱化-雷氏铵盐沉淀法） 2.酸水液中可直接被氯仿提取出来的生物碱是_。（A.强碱 B.中强碱 C.弱碱 D.酚性碱） 3.分离含有不同碱性生物碱的总碱可选用_。（A.简单萃取法 B.pH梯度萃取法 C.分馏法 D.酸提碱沉法） 4.在生物碱酸水提取液中，加碱调由低到高，每调一次用氯仿萃取一次，首先得到的是_。（A.强碱性生物碱 B.弱碱性生物碱 C.中强碱性生物碱碱 D.季铵型生物碱 E.水溶性生物碱） 5.将总碱溶于氯仿中，用不同pH（由高到低）缓冲液依次萃取，最后萃取出的生物碱是_生物碱。（A.最强碱性的 B.中强碱性的 C.弱碱性的 D.强碱性的） 6.用阳离子交换树脂法分离脂溶性生物碱时，样品应先配成_。（A.水溶液 B.强酸性水溶液 C.强碱性水溶液 D.弱酸性水溶液） 7.生物碱常用的TLC显色剂是_。（A.碘化铋钾试剂 B.改良碘化铋钾试剂 C.碘化汞钾试剂 D.雷氏铵盐试剂） 8.用氧化铝TLC分离生物碱，化合物的Rf值大小取决于_。（A.碱性大小 B.酸性大小 C.极性大小 D.分子大小） 9.鉴别麻黄碱和N-甲基麻黄碱可用_。（A.碘化铋钾反应 B.茚三酮反应 C.碘化汞钾反应 D.二硫化碳-碱性硫酸铜反应）二、X型题 1.用酸水提取生物碱可采用的方法是_。（A.煎煮法 B.渗漉法 C.回流法 D.浸渍法 E.连续回流法） 2.酸水提取生物碱采用的步骤是_。（A.用稀酸水提取 B.提取液用氯仿 萃取 C.提取液通过大孔吸附树脂柱 D.提取液通过强酸型阳离子交换树脂柱 E.提取液通过强酸型阴离子交换树脂柱）三、比较Rf值的大小 吸附剂：硅胶 展开剂：氯仿-甲醇-氨水（710.5） （1）苦参碱（A）与氧化苦参碱（B）：_ （2）汉防己甲素（A）与汉防己乙素（B）：_ （3）莨菪碱（A）与东莨菪碱（B）：_四、比较碱性大小1.2 A B. A B . A 小檗碱 B 秋水仙碱 C 莨菪碱 D 东莨菪碱 .